學分制下的實驗室管理系統設計

【摘要】在學分制下，實驗室必須對所有學生開放，開放實驗室要求有一套高效的實驗室管理軟件，本文使用UML面向對象的建模語言描述了一個適應學分制的實驗室管理系統的分析模型。

【關鍵詞】學分制；實驗室管理系統；面向對象建模

【中圖分類號】G482【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097 (2007) 12—0096—04

一 概述

學分制是一種以學分為計量單位衡量學生學業完成狀況的教學管理制度。學分制和選課制相伴而生，學分制以選課制為基礎，選課制為學分制的必要條件。如果只有學分制的叫法，而在教學組織中不實施選課制，那么也就不是真正意義上的學分制。由于實行選課制教學組織上將打亂學年制下的班級概念，學生再不是以行政班的方式上課，這必將給現有管理制度帶來新的挑戰。

實驗教學不同于理論教學，有其自身的特點。首先是每個學生必須親自動手，而實驗室的容量又十分有限，所以同樣的教學內容必須分若干組開設；其次是必須在學生的空余時間安排實驗；第三是實驗學時數少，要求學生實驗之前必須要預習，對實驗內容有所了解；第四是受課程教學進度的影響。這些特點給實驗管理帶來了諸多不便，所以開發一套實驗教學管理系統可以方便實驗安排。

目前針對實驗室設備管理的軟件較多，但針對實驗教學管理的軟件還很少見到，只是在某些高校某些實驗室有自己開發的簡單的管理系統，實用性不強，功能十分有限，而且不夠通用。本文給出一個用面向對象方法建立的針對學分制條件下的實驗室管理系統的設計模型。

二 Use Case圖的建立

1 需求說明

通過本系統，教師可以根據實驗教學任務安排實驗，并公布實驗安排情況。學生可以通過網絡查看實驗安排，而且可以選擇選做實驗，制定個人的實驗計劃。學生可以對完成的實驗提交實驗報告，教師可以對實驗報告進行批改，批改完后學生可以查看成績。實驗教師需要維護自己實驗室所開的實驗的內容，以便學生可以上網預習即將要做的實驗。系統還要可以完成實驗教學工作量的統計。系統要求可靠性高，可維護性好，易于擴展，使用方便。

2 用例圖（Use-Case圖）的建立

通過對需求說明進行分析，可將需求轉化成如圖1的用例視圖：

3 用例說明

各用例簡要功能說明如下，由于篇幅的原因沒有給出其基本流程和可選流程的說明。

（1） 登錄用例

用戶在使用之前通過系統確認身份的過程。根據系統分配的權限使用系統。

（2） 查看實驗安排信息用例

用戶通過該用例查看實驗安排情況。

（3） 選擇實驗用例

學生不僅要做統一安排的實驗，還可以通過系統選擇選做實驗。

（4） 提交實驗報告用例

學生完成實驗計劃中的實驗以后，必須寫出實驗報告，實驗報告通過網絡提交。

（5） 查看實驗成績用例

學生做完實驗后，在規定的時間內提交完實驗報告后，由實驗教師批改實驗報告，并給出成績，供學生查詢。

（6） 實驗目錄維護用例

管理員負責維護一個本實驗室所開實驗項目的一個目錄。

（7） 學生信息維護用例

由管理員維護班級學生名單，該用例可以是一個外部系統來實現，即學生名單可以從外部的學籍管理系統導入，或者共享同一數據庫。如果名單發生細微變化，則可以由班長進行維護。

（8） 接受實驗任務用例

在開學初期由教務處下達教學任務，系統管理員導入本實驗室的本學期實驗任務。

（9） 實驗安排用例

首先保證用戶具有管理員權限，然后可以按幾種主要的方式統一安排實驗計劃。

（10） 發布實驗信息用例

顯示本實驗室所有的可以開設的實驗，標記本學期所有開設的實驗，供學生選擇。

（11） 實驗教學工作量統計

統計指定學期共開設的實驗組數、講解次數、參加實驗人次、各指導教師所帶實驗組數、參加人次、開設實驗的次數、實驗報告批改份數。

三 邏輯視圖建立

以實驗項目安排為例說明類圖、順序圖、協作圖等各種邏輯視圖的建立。用邏輯視圖來描述用例的實現過程。其余的用例用類似的方法表示。

1 類圖建立

實驗安排用例的實現主要涉及到的類及其關系的類圖如圖2所示，ArrangeForm主要實現管理員統一安排實驗時的用戶界面。SelectForm主要實現學生自己選擇實驗的用戶界面。這兩個類都通過控制類ScheduleControler來操控。

2 順序圖——統一安排實驗（按教學班）

統一安排實驗用例基本流程有按班級和按實驗項目安排兩種安排方式，但兩種方式實現方式類似，所以只畫出按班安排的順序如圖3所示。對象之間的方法調用順序如圖所示。

（1） 首先管理員打開一個實驗安排界面。即調用Arrange Form對象的open方法。

（2） 調用班級對象Class的get All Students()方法獲取該班級的所有學生名單。

（3） 調用Experiment Offering類的get Offering Info()方法得到正在開設的實驗信息。

（4） 調用Schedule對象的add Item By Class()方法，將一個實驗對象添加到所選班級的所有學生的實驗計劃中。

（5） 調用check Conflict()，檢查學生實驗計劃是否有沖突，例如學生是否已經自己選擇了一些實驗項目。

（6） 調用Shedule對象的add Item()方法，完成把實驗項目加入到學生的實驗計劃中去。

（7） 詢問是否繼續添加實驗項目anymore()。

在選課方式下，按課程的選課情況來安排實驗這一流程和按班安排的流程也基本一致，只是在用例開始時得到學生名單的方式不一樣，其余操作過程都相同。

3 協作圖的建立

統一安排實驗（按教學班）協作圖如圖4所示，表達的意思與圖3一樣，但更明確地表示了對象間的協同工作關系。

四 結束語

通過對各用例的實現進行設計，畫出相應的各種視圖，便得到了實驗管理系統的分析模型。對該模型進一步細化，可以得到系統的設計模型。目前已經實現了一個通用的、安全的、適應學分制要求的實驗室管理系統，并已投入使用。可以方便學生學習，提高管理效率，提高實驗室的開放程度，使實驗室資源得到充分的利用。

——————————

參考文獻

[1]G. Booch， J. Rumbaugh， I. Jacobson， Addison-Wesley著.邵維忠等譯.UML用戶指南[M].北京:機械工業出版社.1999.

[2]G. Booch， J. Rumbaugh， I. Jacobson， Addison-Wesley著.姚淑蘭等譯.UML參考手冊[M].北京:機械工業出版社.1999.

[3]Wendy Boggs，Michael Boggs著.邱仲潘等譯.UML與Rational Rose 2002 從入門到精通[M] .北京:電子工業出版社.2002.

The Design of Laboratory Management System Under Credit System

SUN Jian-ping

(Electrical Engineering Department of Hubei Automotive Industries Institute，Shiyan，Hebei，442002)

Abstract: Under credit system， laboratory must be opened to all students and a suite of management system is necessary. In this paper， the author uses Unified Modeling Language to describe a laboratory management system model， which makes the management of laboratory accommodate to credit system.

Keywords: Credit System; Laboratory Management System; OOP Model